华电新乡火电厂脱硫联产6千吨硫酸项目附录 3能量衡算书.docxVIP

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指导老师：张瑾/杨胜凯/王雪静——2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛能量衡算书团队队员：陈良杰/姚培龙/王银鹏苗小敏/任新帅华电新乡火电厂脱硫联产6千吨硫酸/年项目

指导老师：

张瑾/杨胜凯/王雪静

——2017“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

能量衡算书

团队队员：

陈良杰/姚培龙/王银鹏

苗小敏/任新帅

华电新乡火电厂脱硫联产6千吨硫酸/年项目

河南科技学院

EXPLORER团队

目录

TOC\o1-3\h\z\u1概述 3

2能量衡算目的 3

3能量衡算方法 3

4系统能量衡算 3

4.1烟气脱硫脱硝工段 3

4.2氧化制酸工段 5

1概述

本项目拟建一套处理废气量500000Nm3/h的电厂排放废气，同时副产98.8%的发烟硫酸的装置。在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。通过下述能量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。

2能量衡算目的

（1）确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据。

（2）确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率，确定加热蒸汽和冷却剂的用量，为后续换热和公用工程的设计做准备。

（3）确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型。

（4）最终计算出所需的能量和费用，判定工艺过程的经济性。

3能量衡算方法

根据能量守恒：输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量

本装置主要是反应器，精馏塔，换热器就，泵，输入整个生产系统的能量主要有电能、加热蒸汽带入的能量和进入物料的焓，输出的能量有冷却剂带走的能量和输出物料的焓。

Q+W=Hout–Hin

式中：Q—设备的热负荷。

W—输入系统的机械能。

Hout—离开设备的各物料焓之和。

Hin——进入设备的各物料焓之和。

4系统能量衡算

4.1烟气脱硫脱硝工段

图4-1烟气脱硫脱硝反应流程图

表4-1脱硫反应器(R1)能量衡算表

In

out

物流编号

GAS-IN

R1-SEP

TemperatureC

100

100

Pressurebar

1

1

VaporFrac

1

1

TotalFlowkmol/hr

16139.63

16128.75

TotalFlowkg/hr

425944

425944

EnthalpyMW

-390.50

-390.90

∑Hin(MW)

-390.50

∑Hout(MW)

-390.90

△Q(MW)

0.4

表4-2脱硝反应器（R2）能量衡算表

In

out

物流编号

H1-R2

R2-H6

TemperatureC

170

170

Pressurebar

1

1

VaporFrac

1

1

TotalFlowkmol/hr

16123.35

16123.75

TotalFlowkg/hr

425264

425264

EnthalpyMW

-379.57

-379.75

∑Hin(MW)

-379.57

∑Hout(MW)

-379.75

△Q(MW)

0.18

表4-3解吸反应器（R3）能量衡算表

In

out

物流编号

H2-R3

C-IN

R3-S2

TemperatureC

350

350

340

Pressurebar

1

1

1

VaporFrac

1

0

1

TotalFlowkmol/hr

7.26

3.63

18.15

TotalFlowkg/hr

711.97

43.60

755.56

EnthalpyMW

-1.42

0.65

-1.42

∑Hin(MW)

-0.77

∑Hout(MW)

-1.42

△Q(MW)

0.65

4.2氧化制酸工段

图4-2氧化制酸阶段

表4-4一段氧化反应器（R4）能量衡算表

In

out

物流编号

H3-R4

R4-H4

TemperatureC

405

589

Pressurebar

1

1.19

VaporFrac

1

1

TotalFlowkmol/hr

52.7148

50.05798

TotalFlowkg/hr

1825.413

1825.413

EnthalpyMW

-0.81

-0.86

∑Hin(MW)

-0.81

∑Hout(MW)

-0.86

△Q(MW)

0.05

表4-5二段氧化反应器（R5）能量衡算表

In

out

物流编号

H4-R5

R5-M3

TemperatureC